EP3451346A1 - Sicherheitsbehälterkühlsystem - Google Patents

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EP3451346A1
EP3451346A1 EP18000678.5A EP18000678A EP3451346A1 EP 3451346 A1 EP3451346 A1 EP 3451346A1 EP 18000678 A EP18000678 A EP 18000678A EP 3451346 A1 EP3451346 A1 EP 3451346A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
containment
medium
cooling
heat exchanger
coolant
Prior art date
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Granted
Application number
EP18000678.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3451346B1 (de
Inventor
Felix Sassen
Jochen Seitz
Álvaro Pérez-Salado Kamps
Christoph Hartmann
Emil Kostov
Zoran Vujic
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Westinghouse Electric Germany GmbH
Original Assignee
Westinghouse Electric Germany GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Westinghouse Electric Germany GmbH filed Critical Westinghouse Electric Germany GmbH
Publication of EP3451346A1 publication Critical patent/EP3451346A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3451346B1 publication Critical patent/EP3451346B1/de
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    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C15/00—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
    • G21C15/18—Emergency cooling arrangements; Removing shut-down heat
    • G21C15/182—Emergency cooling arrangements; Removing shut-down heat comprising powered means, e.g. pumps
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C15/00—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
    • G21C15/24—Promoting flow of the coolant
    • G21C15/243—Promoting flow of the coolant for liquids
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21D—NUCLEAR POWER PLANT
    • G21D1/00—Details of nuclear power plant
    • G21D1/04—Pumping arrangements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Definitions

  • the invention relates to a safety container cooling system, comprising the following components: a closed safety container for a nuclear installation, a located inside the safety containermémediumsammel Scheme for receiving a medium to be cooled, located within the containment first heat exchanger for heat transfer between the medium to be cooled and a coolant, first Means for removing in a first cooling circuit the medium to be cooled from the cooling medium collecting area, supplied to the first heat exchanger for cooling and to recirculate after the flow in the cooling medium collecting area, wherein the first means having a first located within the containment pump device to the medium to be cooled in To offset flow, as well as second means to supply the first heat exchanger, a coolant from outside the containment vessel and after the fürstr back to the outside of the containment, the second means having a second pumping device located outside of the containment to enable the coolant to flow.
  • a nuclear reactor In order to ensure the highest level of safety even in the event of a fault, a nuclear reactor is surrounded by a hermetically sealed containment vessel or containment / confinement, which in the event of an accident may not leak out of the reactor core radioactive material into the environment, but rather in the Security containers are retained.
  • a cooling medium collection area or a so-called reactor sump is usually provided in which, in the event of a malfunction, for example, radioactive contaminated cooling water exiting from a leaking cooling system is collected, cooled, if necessary, and returned to the cooling system or the reactor core or other systems.
  • a nuclear reactor is arranged in a cooling medium collecting area, which is flooded in case of failure with cooling water to achieve increased cooling, and here also in the cooling medium collecting area accumulating radioactive contaminated cooling water must be cooled.
  • the resulting heat energy must then be passed through the nuclear reactor or other heat source in the containment or in its cooling medium collection area in the form of heated medium to be cooled to the outside. If this does not happen, an increased overpressure in the containment could result from increased formation of water vapor which would have to be drained directly out of the containment into the environment if a critical level was exceeded, if failure of the containment is to be avoided.
  • appropriate cooling systems which typically have a heat exchanger, which ensures that radioactively contaminated substances remain within the containment and are not released to the environment.
  • a heat exchanger On the primary side, the heated medium to be cooled flows through the coolant in a cooling circuit, that is to say typically from radioactively contaminated water in the event of a malfunction.
  • the secondary side of such a heat exchanger is traversed by a coolant, which absorbs heat energy from the heated medium to be cooled and this cools, but does not come into direct contact with this, so that it is not contaminated thereby.
  • the uncontaminated coolant in turn emits the heat energy absorbed by it to a heat sink outside the containment.
  • cooling systems must be very powerful and capable of transporting larger amounts of heat from the cooling medium collection area of a containment to the outside, even over a long period of time.
  • the electric motors for the pumps are arranged inside the safety container.
  • a disadvantage of this prior art is that especially in an accident, the operation of active drive devices such as motors within the containment may be associated with increased uncertainty due to the prevailing conditions in an incident, such as elevated temperature and an atmosphere with radioactively contaminated water vapor. This contradicts the safety endeavor to maintain the highest degree of reliability of the containment cooling system, especially in the event of a malfunction.
  • the patent document DE 10 2011 107470 A1 discloses a nuclear reactor cooling system comprising a reactor pressure vessel which in turn is disposed within a first spatial area surrounded by a first guard wall and a second geophysical height adjacent the second region surrounded by a second guard wall intended to be comprised of a primary space collecting cooling water leaking from the reactor pressure vessel cooling system.
  • the nuclear reactor cooling system has means to flood the first spatial area with chilled cooling water in an emergency.
  • a safety container cooling system of the type mentioned in the introduction This is characterized in that the second means have a turbine located inside the safety container, which is driven by the flow of the coolant and the first pump device is coupled to the turbine in such a way she is driven by this.
  • the basic idea of the invention is to utilize the flow of the coolant, which is led in and out via the second means from outside the containment through the first heat exchanger located therein, in order to drive a turbine located inside the containment, which in turn is the first Pumping device for the first cooling circuit drives.
  • the medium to be cooled in the first cooling circuit is indirectly caused by a arranged outside of the containment electric motor or other drive device of the second pumping device in flow.
  • an active engine such as a combustion or electric motor within the containment vessel is advantageously avoided, thereby increasing the reliability of the refrigeration system, particularly in the event of an accident. Outside of the containment, there are no such conditions in the event of a fault that an increased risk of failure of engines or the like could be expected.
  • the in the containment and again brought out coolant - such as water - fulfills this in addition to its original function as a heat exchange medium another function as a hydraulic medium for driving the turbine. But it is quite possible to use a gaseous coolant. Such is also suitable both as a cooling and hydraulic or drive medium for the turbine.
  • the refrigerant is preferably run in a closed tube system to direct each To exclude contact with liquid or gaseous substances which may be contaminated within the containment.
  • a second pumping device is provided which, for example, by a combustion also located outside - Is driven or electric motor.
  • the first of the first pumping device driven cooling circuit includes in addition to this and the first heat exchanger in particular also pipelines in which the medium to be cooled from the cooling medium collection area of the containment is returned to the heat exchanger and again.
  • the first heat exchanger has a primary side, which is traversed by the medium to be cooled, and a secondary side, which is traversed by the coolant. The primary side is thus directly part of the first cooling circuit.
  • the return of the cooled medium can take place both via a return line opening into the cooling medium collecting area, but it is also possible, for example, to provide grating or spraying devices with which the cooled medium is distributed into the atmospheric area of the containment.
  • Such Zerrieselungs- or spraying devices are ideally designed without its own drive and work only on the pressure of the medium to be cooled, which is constructed by the first pumping device.
  • the first pumping device and the turbine driving the same are mechanically coupled to each other to transmit the driving forces.
  • Pumping device and turbine can be arranged for example on one and the same drive shaft and mechanically coupled by these or else arranged on separate drive shafts and coupled via a transmission. But it is also a hydraulic fluid conceivable, which flows in a closed circuit between the pumping device and the turbine.
  • the mass flow through the first cooling circuit according to the invention is in direct dependence on the mass flow of the coolant. This is advantageous insofar as to Increasing the heat transfer of the first heat exchanger ideally both its primary and secondary side should be flowed through to an increased extent to be cooled medium or coolant.
  • the safety container cooling system according to the invention is characterized not only by avoiding a drive device or an electric motor for the first cooling circuit within the containment but also by particularly little used components, whereby the reliability is further increased. Also advantageous is the low space requirement associated with the small number of components.
  • the containment cooling system allows stationary operation and thus reliable long-term cooling even in the case of severe reactor accidents.
  • a security container can be designed for example as a shelter for a fuel storage pool of a nuclear power plant, in which case the fuel pool is to be regarded as a cooling medium collection area.
  • a security container in the sense of this invention is therefore not necessarily regarded as a security container for a nuclear reactor.
  • the containment is a hermetically sealed containment for a nuclear reactor, which is designed for example as a containment of concrete or steel.
  • the medium to be cooled and / or the coolant is water.
  • Water is characterized by a high heat capacity and is widely used in the technical field of cooling nuclear reactors.
  • the first heat exchanger is a plate heat exchanger.
  • Such heat exchangers have by alternating arrangement of plate-like elements of the primary and secondary side of a particularly high heat transfer surface and on the primary and secondary side particularly pronounced turbulent flows and thus a particularly high efficiency, which optionally also allows a reduced size.
  • the first means of the first refrigeration cycle comprise a scrubbing or spraying device for the cooled medium, which in this case is ideally a liquid such as water. This facilitates heating of the liquid atomized medium or of the water and / or a transition of this medium into the gaseous state and achieves an additional cooling effect of the atmospheric area of the containment.
  • the second pumping device is driven by an electric motor or an internal combustion engine, which according to the invention are each arranged outside the safety container.
  • Such motors have proven themselves as drives and can be designed to further increase the reliability of the containment system cooling also redundant or diversified.
  • An internal combustion engine also offers the advantage of independence from the power supply, which is not necessarily ensured in case of failure in extreme cases. If necessary, additional power can be installed by mobile devices in the event of a malfunction.
  • a second heat exchanger is provided outside the containment vessel and the refrigerant is passed through the latter in a second preferably closed refrigeration cycle.
  • a further coolant is guided on the secondary side through the second heat exchanger, by means of which a dissipation of the absorbed heat energy to the environment takes place, which in this case has a heat sink.
  • water or air are preferably used as further coolant.
  • Water can be removed, for example via appropriate pumps a nearby body of water or river and returned to it after passing through the secondary side of the second heat exchanger in heated form there.
  • Air as a further coolant can be blown through corresponding fans through the secondary side of the second heat exchanger and heated there.
  • the water or the air of the environment acts as a heat sink.
  • Cooling towers are also suitable heat sinks or as second heat exchangers.
  • the turbine and the first pumping device are hydraulically coupled together.
  • the turbine may for example be a propeller turbine, which is arranged in the flow region of the coolant, for example in or on a corresponding pipeline.
  • the hydraulic coupling of the turbine drives a pump for a hydraulic fluid, which is connected in a closed circuit to a hydraulic drive device, which in turn drives the first pumping device.
  • the turbine and the first pump device do not necessarily have to be arranged in the immediate vicinity of one another, as would be the case, for example, in the case of a coupling via a common drive shaft.
  • a hydraulic coupling is characterized by its high reliability.
  • the turbine and / or the first pumping device are arranged within the cooling medium collecting region, that is to say preferably in the medium to be cooled therein.
  • the reliability is compared to an outside to be cooled Increased medium located arrangement, especially when pumping the first cooling circuit, where parts of the leads from the cooling medium collection area to the first heat exchanger or the first pumping device itself may possibly even be filled with air.
  • this significantly reduces the probability that cavitation occurs in the first pumping device, especially when the medium to be cooled is present in the vicinity of the saturation state at the beginning of pump operation under accident conditions.
  • the turbine and / or the first pumping device are arranged within the pelvic area, wherein the suction opening for the first pumping device (without consideration of further connected pipelines) is arranged below the surface of the medium to be cooled.
  • Such a variant is also referred to as submersible pump or "submersible pump”.
  • the turbine and the first pumping device are designed in the form of a single component, a so-called “water turbine driven submersible pump”. This is characterized by a particularly high reliability.
  • FIG. 1 shows in a schematic diagram an exemplary first containment vessel cooling system 10.
  • a containment 12 in this case a concrete / steel containment / confinement for a nuclear reactor, encloses an atmospheric one Area 14 and a cooling medium collection area 18, for example, a reactor sump.
  • the cooling medium collecting area 18 is filled with a medium 16 to be cooled, in this case with cooling water, the surface of which is indicated in the figure by a line.
  • the medium to be cooled is heated by a heat source 40, in this example an at least partially located in the cooling medium collection area 18 nuclear reactor, which gives its Nachzerfalls antique to the medium to be cooled 16 in the concrete accident.
  • the medium 16 to be cooled is guided in a first cooling circuit through the primary side 22 of a first heat exchanger 20 located above the cooling medium collecting region 18.
  • a first pump device 38 is arranged in the cooling medium collecting region 18, which presses the medium to be cooled from below into the primary side 22 of the first heat exchanger 20 via a line 26.
  • the medium is cooled and exits again via a line 28 as a cooled medium again.
  • the conduit 28 may be returned either directly to the cooling medium collection area, but in the drawing it is indicated that the conduit 28 terminates in the atmospheric region 14 and the medium 16 is distributed over not shown grating or spraying devices and then collected again in the cooling medium collection area 18.
  • the secondary side 24 of the heat exchanger 20 is traversed by a coolant, which is supplied via a second pumping device 34 through a line 30 from outside the containment vessel 12.
  • the second pumping device 34 causes the coolant to flow in such a way that a turbine 36 arranged in the line 30 is driven thereby.
  • the first pumping device 38 is coupled to the turbine 36 so as to be driven thereby.
  • the first pumping device 38 and the turbine 36 are mechanically coupled together by a common rotating shaft.
  • the medium to be cooled in the first cooling circuit is indirectly caused by an outside of the containment 12 arranged engine or other drive device of the second pumping device 34 in flow.
  • an active electric motor such as a combustion or electric motor for driving the first pumping device 38 within the containment 12 is advantageously avoided.
  • the then heated coolant is passed via a line 32 to the outside of the containment 12, where the heat energy is then delivered to any heat sink of any kind.
  • FIG. 2 shows in a schematic diagram an exemplary second containment cooling system 50.
  • the first pumping device 66 is driven by a turbine 64 coupled by means of a rotary shaft, which in turn is arranged in a closed second cooling circuit 70 for coolant and is driven by its flow.
  • This closed second cooling circuit 70 further comprises the first heat exchanger 54, a second second pumping device 62 located outside the containment 52, a second heat exchanger 56 also located outside the containment with its primary side 58 and lines 68.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsbehälterkühlsystem (10, 50), aufweisend folgende Komponenten: einen abgeschlossenen Sicherheitsbehälter (12, 52) für eine kerntechnische Anlage, einen innerhalb des Sicherheitsbehälters (12, 52) befindlichen Kühlmediumsammelbereich (18) zur Aufnahme eines zu kühlenden Mediums (16), einen innerhalb des Sicherheitsbehälters (12, 52) befindlichen ersten Wärmetauscher (20, 54) zur Wärmeübertragung zwischen dem zu kühlenden Medium (16) und einem Kühlmittel, erste Mittel, um in einem ersten Kühlkreislauf (78) das zu kühlende Medium (16) dem Kühlmediumsammelbereich (18) zu entnehmen, dem ersten Wärmetauscher (20, 54) zur Kühlung zuzuführen und nach dessen Durchströmung in den Kühlmediumsammelbereich (18) rückzuführen, wobei die ersten Mittel eine erste innerhalb des Sicherheitsbehälters (12, 52) befindliche Pumpvorrichtung (38, 66) aufweisen, um das zu kühlende Medium (16) in Strömung zu versetzen sowie zweite Mittel, um dem ersten Wärmetauscher (20, 54) ein Kühlmittel von außerhalb des Sicherheitsbehälters zuzuführen und nach dessen Durchströmung nach außerhalb des Sicherheitsbehälters (12, 52) rückzuführen, wobei die zweiten Mittel eine außerhalb des Sicherheitsbehälters (12, 52) befindliche zweite Pumpvorrichtung (34, 62) aufweisen, um das Kühlmittel in Strömung zu versetzen. Die zweiten Mittel weisen eine innerhalb des Sicherheitsbehälters befindliche Turbine auf, welche durch die Strömung des Kühlmittels angetrieben wird und die erste Pumpvorrichtung ist derart mit der Turbine (36, 64) gekoppelt ist, dass sie durch diese angetrieben wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsbehälterkühlsystem, aufweisend folgende Komponenten: einen abgeschlossenen Sicherheitsbehälter für eine kerntechnische Anlage, einen innerhalb des Sicherheitsbehälters befindlichen Kühlmediumsammelbereich zur Aufnahme eines zu kühlenden Mediums, einen innerhalb des Sicherheitsbehälters befindlichen ersten Wärmetauscher zur Wärmeübertragung zwischen dem zu kühlenden Medium und einem Kühlmittel, erste Mittel, um in einem ersten Kühlkreislauf das zu kühlende Medium dem Kühlmediumsammelbereich zu entnehmen, dem ersten Wärmetauscher zur Kühlung zuzuführen und nach dessen Durchströmung in den Kühlmediumsammelbereich rückzuführen, wobei die ersten Mittel eine erste innerhalb des Sicherheitsbehälters befindliche Pumpvorrichtung aufweisen, um das zu kühlende Medium in Strömung zu versetzen, sowie zweite Mittel, um dem ersten Wärmetauscher ein Kühlmittel von außerhalb des Sicherheitsbehälters zuzuführen und nach dessen Durchströmung nach außerhalb des Sicherheitsbehälters rückzuführen, wobei die zweiten Mittel eine außerhalb des Sicherheitsbehälters befindliche zweite Pumpvorrichtung aufweisen, um das Kühlmittel in Strömung zu versetzen.
  • Es ist allgemein bekannt, dass in kerntechnischen Anlagen eine Vielzahl an Vorkehrungen zum Schutz der Umwelt vor möglichen Schäden bei einem eventuellen Störfall getroffen werden. Ein Störfall kann mit einer erhöhten Temperaturentwicklung innerhalb eines Kernreaktors einhergehen, wenn die vorgesehenen Kernreaktor-Sicherheitskühlsysteme ausfallen. In solchen Fällen wird die reaktorseitig erzeugte Wärmeenergie, beispielsweise die Nachzerfallsleistung, nicht in genügendem Maße abgeführt und es kann zu einer Überhitzung des Kernreaktors kommen.
  • Um auch im Störfall ein Höchstmaß an Sicherheit zu gewährleisten, ist ein Kernreaktor von einem hermetisch geschlossenen Sicherheitsbehälter beziehungsweise einem Containment / Confinement umgeben, wodurch im Falle eines Störfalls die möglicherweise aus dem Reaktorkern entweichenden radioaktiven Stoffe nicht in die Umgebung austreten können, sondern vielmehr in dem Sicherheitsbehälter zurückgehalten werden. Innerhalb eines Sicherheitsbehälters ist zumeist ein Kühlmediumsammelbereich oder ein sogenannter Reaktorsumpf vorgesehen, in welchem bei einem eventuellen Störfall beispielsweise aus einem leckenden Kühlsystem austretendes radioaktiv kontaminiertes Kühlwasser gesammelt, bedarfsweise gekühlt und dem Kühlsystem beziehungsweise dem Reaktorkern oder anderen Systemen wieder zugeführt wird. Es existieren auch Schutzkonzepte, bei welchen ein Kernreaktor in einem Kühlmediumsammelbereich angeordnet ist, welcher im Störfall mit Kühlwasser geflutet wird, um eine erhöhte Kühlung zu erzielen, wobei auch hier das sich im Kühlmediumsammelbereich ansammelnde radioaktiv kontaminierte Kühlwasser gekühlt werden muss.
  • In einem Störfall muss die dann durch den Kernreaktor oder eine sonstige Wärmequelle in dem Sicherheitsbehälter beziehungsweise in dessen Kühlmediumsammelbereich in Form von erhitztem zu kühlenden Medium anfallende Wärmeenergie nach außerhalb geführt werden. Wenn dies nicht geschieht, könnte durch eine vermehrte Bildung von Wasserdampf ein gefährlicher Überdruck im Sicherheitsbehälter entstehen, welcher bei Übersteigen eines kritischen Niveaus direkt aus dem Sicherheitsbehälter in die Umgebung abgelassen werden müsste wenn ein Versagen des Sicherheitsbehälters vermieden werden soll.
  • Zur Gewährleistung einer hinreichenden Kühlung sind entsprechende Kühlsysteme vorgesehen, welche typischerweise einen Wärmetauscher aufweisen, durch welchen sichergestellt wird, dass radioaktiv kontaminierte Stoffe innerhalb des Sicherheitsbehälters verbleiben und nicht an die Umgebung abgegeben werden. Ein solcher Wärmetauscher wird primärseitig in einem Kühlkreislauf von dem erhitzten zu kühlenden Medium durchflossen, in einem Störfall also typischerweise von radioaktiv kontaminiertem Wasser. Die Sekundärseite eines derartigen Wärmetauschers wird von einem Kühlmittel durchflossen, welches Wärmeenergie von dem erhitzten zu kühlenden Medium aufnimmt und dieses damit kühlt, mit diesem aber nicht in direkten Kontakt tritt, so dass es auch nicht dadurch kontaminiert wird. Das nicht kontaminierte Kühlmittel gibt seinerseits die von ihm aufgenommene Wärmeenergie an eine Wärmesenke außerhalb des Sicherheitsbehälters ab.
  • Je nach Art des Störfalls müssen derartige Kühlsysteme sehr leistungsfähig und in der Lage sein, auch über einen langen Zeitraum größere Wärmemengen aus dem Kühlmediumsammelbereich eines Sicherheitsbehälters nach außerhalb zu transportieren. Hierzu ist es gemäß dem Stand der Technik üblich, mittels elektromotorbetriebener Pumpen einen Strom des zu kühlenden Mediums durch den Kühlkreislauf zu erzwingen. Dies führt zu einem erhöhten Wärmedurchsatz des Wärmetauschers und damit zu einer erhöhten Kühlwirkung. Hierbei sind die Elektromotoren für die Pumpen innerhalb des Sicherheitsbehälters angeordnet.
  • Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, dass gerade in einem Störfall der Betrieb von aktiven Antriebsvorrichtungen wie Motoren innerhalb des Sicherheitsbehälters aufgrund der in einem Störfall herrschenden Bedingungen wie erhöhter Temperatur und einer Atmosphäre mit radioaktiv kontaminiertem Wasserdampf mit einer erhöhten Unsicherheit verbunden sein kann. Dies widerspricht dem Sicherheitsbestreben, gerade in einem Störfall ein Höchstmaß an Zuverlässigkeit des Sicherheitsbehälterkühlsystems vorzuhalten.
  • Das Patentdokument DE 10 2011 107470 A1 offenbart ein Kernreaktorkühlsystem, aufweisend einen Reaktordruckbehälter, welcher seinerseits innerhalb eines von einer ersten Schutzwandung umgebenen ersten räumlichen Bereiches angeordnet ist sowie einen auf ähnlicher geodätischen Höhe zum ersten Bereich angeordneten zweiten von einer zweiten Schutzwandung umgebenen räumlichen Bereich, der dafür vorgesehen ist, aus einem primären mit dem Reaktordruckbehälter zusammenwirkenden Kühlsystem austretendes Kühlwasser zu sammeln. Das Kernreaktorkühlsystem weist Mittel auf, in einem Notfall den ersten räumlichen Bereich mit gekühltem Kühlwasser zu fluten.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein leistungsfähiges Sicherheitsbehälterkühlsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit einer erhöhten Zuverlässigkeit bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Sicherheitsbehälterkühlsystem der eingangs genannten Art. Dieses ist dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Mittel eine innerhalb des Sicherheitsbehälters befindliche Turbine aufweisen, welche durch die Strömung des Kühlmittels angetrieben wird und dass die erste Pumpvorrichtung derart mit der Turbine gekoppelt ist, dass sie durch diese angetrieben wird.
  • Die Grundidee der Erfindung besteht darin, die Strömung des Kühlmittels, welches über die zweiten Mittel von außerhalb des Sicherheitsbehälters durch den in diesem befindlichen ersten Wärmetauscher hinein und wieder herausgeführt wird, zu nutzen, um eine innerhalb des Sicherheitsbehälters befindliche Turbine anzutreiben, welche ihrerseits die erste Pumpvorrichtung für den ersten Kühlkreislauf antreibt. Somit wird das zu kühlende Medium im ersten Kühlkreislauf indirekt durch einen außerhalb des Sicherheitsbehälters angeordneten Elektromotor oder eine sonstige Antriebsvorrichtung der zweiten Pumpvorrichtung in Strömung versetzt. Dadurch ist ein aktiver Motor wie beispielsweise ein Verbrennungs- oder Elektromotor innerhalb des Sicherheitsbehälters in vorteilhafter Weise vermieden und die Zuverlässigkeit des Kühlsystems dadurch insbesondere in einem Störfall gesteigert. Außerhalb des Sicherheitsbehälters herrschen nämlich auch im Störfall keine derartigen Bedingungen, dass mit einem erhöhten Ausfallrisiko von Motoren oder dergleichen zu rechnen wäre.
  • Das in den Sicherheitsbehälter hinein und wieder herausgeführte Kühlmittel - beispielsweise Wasser - erfüllt hierbei neben seiner originären Funktion als Wärmetauschermedium eine weitere Funktion als Hydraulikmedium zum Antreiben der Turbine. Es ist aber durchaus auch möglich, ein gasförmiges Kühlmittel zu verwenden. Auch ein solches ist gleichzeitig sowohl als Kühl- als auch Hydraulik- beziehungsweise Antriebsmedium für die Turbine geeignet. Innerhalb des Sicherheitsbehälters ist das Kühlmittel vorzugsweise in einem geschlossenen Rohrsystem geführt, um jeden direkten Kontakt mit innerhalb des Sicherheitsbehälters befindlichen flüssigen oder gasförmigen gegebenenfalls kontaminierten Stoffen auszuschließen. Um das in das von außerhalb des Sicherheitsbehälters durch die zweiten Mittel zum ersten Wärmetauscher geführte Medium in eine derartige Strömung zu versetzen, dass damit die Turbine angetrieben werden kann, ist erfindungsgemäß außerhalb des Sicherheitsbehälters eine zweite Pumpvorrichtung vorgesehen, welche beispielsweise durch einen ebenfalls außerhalb befindlichen Verbrennungs- oder Elektromotor angetrieben ist.
  • Der erste von der ersten Pumpvorrichtung angetriebene Kühlkreislauf umfasst neben dieser und dem ersten Wärmetauscher insbesondere auch Rohrleitungen, in welchen das zu kühlende Medium aus dem Kühlmediumsammelbereich des Sicherheitsbehälters zum Wärmetauscher und wieder rückgeführt wird. Der erste Wärmetauscher weist eine Primärseite auf, welche von dem zu kühlenden Medium durchflossen wird, und eine Sekundärseite, welche von dem Kühlmittel durchflossen wird. Die Primärseite ist somit direkt Teil des ersten Kühlkreislaufs.
  • Die Rückführung des gekühlten Mediums kann sowohl über eine im Kühlmediumsammelbereich mündende Rückführleitung erfolgen, es können aber auch beispielsweise Zerrieselungs- oder Sprühvorrichtungen vorgesehen sein, mit welchen das gekühlte Medium in den atmosphärischen Bereich des Sicherheitsbehälters verteilt wird. Derartige Zerrieselungs- oder Sprühvorrichtungen sind idealerweise ohne einen eigenen Antrieb ausgestaltet und arbeiten nur über den Druck des zu kühlenden Mediums, welcher durch die erste Pumpvorrichtung aufgebaut wird.
  • Die erste Pumpvorrichtung und die diese antreibende Turbine sind zur Übertragung der Antriebskräfte mechanisch miteinander gekoppelt. Hierbei sind vielfältige Möglichkeiten denkbar. Pumpvorrichtung und Turbine können beispielsweise auf ein und derselben Antriebswelle angeordnet sein und durch diese mechanisch gekoppelt oder aber auch auf separaten Antriebswellen angeordnet und über ein Getriebe gekoppelt sein. Es ist aber auch eine Hydraulikflüssigkeit denkbar, welche in einem geschlossenen Kreislauf zwischen Pumpvorrichtung und Turbine fließt. Der Massestrom durch den ersten Kühlkreislauf ist erfindungsgemäß in einer direkten Abhängigkeit zum Massenstrom des Kühlmittels. Dies ist insoweit von Vorteil, als zur Erhöhung der Wärmeübertragung des ersten Wärmetauschers idealerweise sowohl dessen Primär- als auch Sekundärseite in erhöhtem Maße von zu kühlendem Medium beziehungsweise Kühlmittel durchströmt werden sollten.
  • Das erfindungsgemäße Sicherheitsbehälterkühlsystem zeichnet sich neben der Vermeidung einer Antriebsvorrichtung beziehungsweise eines Elektromotors für den ersten Kühlkreislauf innerhalb des Sicherheitsbehälters auch durch besonders wenig verwendete Komponenten aus, wodurch die Zuverlässigkeit weiter gesteigert wird. Weiterhin vorteilhaft ist auch der mit der geringen Anzahl von Komponenten verbundene geringe Raumbedarf. Das Sicherheitsbehälterkühlsystem erlaubt einen stationären Betrieb und damit eine zuverlässige Langzeitkühlung auch bei schweren Reaktorunfällen.
  • Ein Sicherheitsbehälter kann beispielsweise als Schutzraum für ein Brennelementlagerbecken eines Kernkraftwerkes ausgeführt sein, wobei hier das Brennelementlagerbecken als Kühlmediumsammelbereich anzusehen ist. Ein Sicherheitsbehälter im Sinne dieser Erfindung ist daher nicht zwangsläufig als Sicherheitsbehälter für einen Kernreaktor anzusehen.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung ist der Sicherheitsbehälter jedoch ein hermetisch abgeschlossener Sicherheitsbehälter für einen Kernreaktor, welcher beispielsweise als Containment aus Beton oder Stahl ausgeführt ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante des erfindungsgemäßen Sicherheitsbehälterkühlsystems ist das zu kühlende Medium und/oder das Kühlmittel Wasser. Wasser zeichnet sich durch eine hohe Wärmekapazität aus und ist im technischen Gebiet der Kühlung von Kernreaktoren weit verbreitet.
  • Entsprechend einer weiteren Variante des Sicherheitsbehälterkühlsystems ist der erste Wärmetauscher ein Plattenwärmetauscher. Derartige Wärmetauscher weisen durch alternierende Anordnung von plattenähnlichen Elementen von deren Primär- und Sekundärseite eine besonders hohe Wärmeübertragungsfläche sowie primär- und sekundärseitig besonders ausgeprägte turbulente Strömungen und damit einen besonders hohen Wirkungsgrad auf, welcher gegebenenfalls auch eine reduzierte Baugröße ermöglicht.
  • Entsprechend einer weiteren Variante des Sicherheitsbehälterkühlsystems umfassen die ersten Mittel des ersten Kühlkreislaufs eine Zerrieselungs- oder Sprühvorrichtung für das gekühlte Medium, was in diesem Fall idealerweise eine Flüssigkeit wie Wasser ist. Hierdurch wird ein Erwärmen des flüssigen zerstäubten Mediums beziehungsweise des Wassers und/oder ein Übergang dieses Mediums in den gasförmigen Zustand erleichtert und eine zusätzliche Kühlwirkung des atmosphärischen Bereiches des Sicherheitsbehälters erzielt.
  • Gemäß einer weiteren Variante des Sicherheitsbehälterkühlsystems wird die zweite Pumpvorrichtung durch einen Elektromotor oder einen Verbrennungsmotor angetrieben, welche erfindungsgemäß jeweils außerhalb des Sicherheitsbehälters angeordnet sind. Derartige Motoren haben sich als Antriebe bewährt und können zur weiteren Steigerung der Zuverlässigkeit des Sicherheitsbehälterkühlsystems auch redundant beziehungsweise diversitär ausgeführt werden. Ein Verbrennungsmotor bietet zudem den Vorteil einer Unabhängigkeit von der Stromversorgung, welche im Störfall im Extremfall auch nicht zwangsläufig sichergestellt ist. Gegebenenfalls lassen sich im Störfall durch mobile Geräte zusätzliche Motorleistungen installieren.
  • Entsprechend einer weiteren erfindungsgemäßen Variante des Sicherheitsbehälterkühlsystems ist außerhalb des Sicherheitsbehälters ein zweiter Wärmetauscher vorgesehen und das Kühlmittel in einem zweiten vorzugsweise geschlossenen Kühlkreislauf durch diesen geführt. Dadurch erfolgt eine Ableitung der aufgenommenen Wärmeenergie an die Umgebung, die in diesem Fall eine Wärmesenke aufweist. Durch diesen geschlossenen zweiten Kühlkreislauf ist die Wahrscheinlichkeit, dass kein radioaktiv kontaminiertes Material aus dem Sicherheitsbehälter an die Umgebung abgegeben wird, in vorteilhafter Weise erhöht. Selbst für den Fall, dass beispielsweise über ein Leck des ersten Wärmetauschers radioaktiv kontaminiertes Material von dessen Primärseite auf dessen Sekundärseite übertragen wird, wird dieses nicht an die Umgebung abgegeben, weil der zweite Kühlkreislauf geschlossen ist und seinerseits seine Wärmeenergie über den zweiten Wärmetauscher an die Umgebung abgibt. Wie der erste Wärmetauscher weist auch der zweite Wärmetauscher eine Primär- und eine Sekundärseite auf, wobei das Kühlmittel des zweiten Kühlkreislaufs durch dessen Primärseite fließt.
  • Zur Kühlung des primärseitig durch den zweiten Wärmetauscher fließenden Kühlmittels ist sekundärseitig ein weiteres Kühlmittel durch den zweiten Wärmetauscher geführt, mittels welchem dann eine Ableitung der aufgenommenen Wärmeenergie an die Umgebung erfolgt, die in diesem Fall eine Wärmesenke aufweist.
  • Erfindungsgemäß werden als weiteres Kühlmittel bevorzugt Wasser oder Luft verwendet. Wasser kann beispielsweise über entsprechende Pumpen einem naheliegenden Gewässer oder Fluss entnommen werden und nach Durchlauf durch die Sekundärseite des zweiten Wärmetauschers wieder in erwärmter Form dorthin rückgeführt werden. Luft als weiteres Kühlmittel kann über entsprechende Gebläse durch die Sekundärseite des zweiten Wärmetauschers geblasen und dort erwärmt werden. In beiden Fällen fungiert das Wasser beziehungsweise die Luft der Umgebung als Wärmesenke. Auch Kühltürme sind geeignete Wärmesenken beziehungsweise als zweite Wärmetauscher geeignet.
  • Gemäß einer weiteren Variante des Sicherheitsbehälterkühlsystems sind die Turbine und die erste Pumpvorrichtung hydraulisch miteinander gekoppelt. Die Turbine kann beispielsweise eine Propellerturbine sein, welche im Strömungsbereich des Kühlmittels beispielsweise in oder an einer entsprechenden Rohrleitung angeordnet ist. Durch die Turbine wird bei hydraulischer Kopplung eine Pumpe für eine Hydraulikflüssigkeit angetrieben, welche in einem geschlossenen Kreislauf mit einer hydraulischen Antriebsvorrichtung verbunden ist, welche ihrerseits wieder die erste Pumpvorrichtung antreibt. Bei hydraulischer Kopplung müssen Turbine und erste Pumpvorrichtung nicht zwangsläufig in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet sein, wie es beispielsweise bei einer Kopplung über eine gemeinsame Antriebswelle der Fall wäre. Eine hydraulische Kopplung zeichnet sich durch ihre hohe Zuverlässigkeit aus.
  • Gemäß einer bevorzugen Variante des Sicherheitsbehälterkühlsystems sind die Turbine und/oder die erste Pumpvorrichtung innerhalb des Kühlmediumsammelbereiches, also vorzugsweise in dem darin befindlichen zu kühlenden Medium angeordnet. Hierdurch ist die Zuverlässigkeit im Vergleich zu einer außerhalb des zu kühlenden Mediums befindlichen Anordnung gesteigert, insbesondere beim Anpumpen des ersten Kühlkreislaufes, wo Teile der Zuleitungen aus dem Kühlmediumsammelbereich zum ersten Wärmetauscher beziehungsweise die erste Pumpvorrichtung selbst gegebenenfalls noch mit Luft gefüllt sein könnten. Ebenso wird dadurch die Wahrscheinlichkeit deutlich reduziert, dass in der ersten Pumpvorrichtung Kavitation auftritt, insbesondere dann, wenn zu Beginn des Pumpenbetriebs unter Störfallbedingungen das zu kühlende Medium in der Nähe des Sättigungszustandes vorliegt.
  • Entsprechend einer weiteren Variante des Sicherheitsbehälterkühlsystems sind die Turbine und/oder die erste Pumpvorrichtung innerhalb des Beckenbereiches angeordnet, wobei die Ansaugöffnung für die erste Pumpvorrichtung (ohne Berücksichtigung weiterer angeschlossener Rohrleitungen) unterhalb der Oberfläche des zu kühlenden Mediums angeordnet ist. Eine derartige Variante wird auch als Tauchpumpe oder "Submersible Pump" bezeichnet.
  • Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Variante des Sicherheitsbehälterkühlsystems sind die Turbine und die erste Pumpvorrichtung in Form einer einzigen Komponente, einer sogenannten Turbotauchpumpe ("Water Turbine Driven Submersible Pump"), ausgeführt. Diese zeichnet sich durch eine besonders hohe Zuverlässigkeit aus.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten sind den weiteren abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
  • Anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele sollen die Erfindung, weitere Ausführungsformen und weitere Vorteile näher beschrieben werden.
  • Es zeigen
    • Fig. 1
    ein exemplarisches erstes Sicherheitsbehälterkühlsystem sowie
    Fig. 2
    ein exemplarisches zweites Sicherheitsbehälterkühlsystem.
  • Figur 1 zeigt in einer Prinzipskizze ein exemplarisches erstes Sicherheitsbehälterkühlsystem 10. Ein Sicherheitsbehälter 12, in diesem Fall ein Containment / Confinement aus Beton oder Stahl für einen Kernreaktor, umschließt einen atmosphärischen Bereich 14 und einen Kühlmediumsammelbereich 18, beispielsweise einen Reaktorsumpf. Der Kühlmediumsammelbereich 18 ist mit einem zu kühlenden Medium 16 gefüllt, in diesem Fall mit Kühlwasser, dessen Oberfläche in der Figur mit einer Linie angedeutet ist. Das zu kühlende Medium wird von einer Wärmequelle 40 erhitzt, in diesem Beispiel ein zumindest teilweise im Kühlmediumsammelbereich 18 befindlicher Kernreaktor, welcher im konkreten Störfall seine Nachzerfallsleistung an das zu kühlende Medium 16 abgibt.
  • Das zu kühlende Medium 16 wird in einem ersten Kühlkreislauf durch die Primärseite 22 eines oberhalb des Kühlmediumsammelbereiches 18 befindlichen ersten Wärmetauschers 20 geführt. Unterhalb der Oberfläche des zu kühlenden Mediums 16 ist im Kühlmediumsammelbereich 18 eine erste Pumpvorrichtung 38 angeordnet, welche über eine Leitung 26 das zu kühlende Medium von unten in die Primärseite 22 des ersten Wärmetauschers 20 hineindrückt. Dort wird das Medium gekühlt und tritt wieder über eine Leitung 28 als gekühltes Medium wieder aus. Die Leitung 28 kann entweder direkt in den Kühlmediumsammelbereich rückgeführt sein ,in der Zeichnung ist jedoch angedeutet, dass die Leitung 28 im atmosphärischen Bereich 14 endet und das Medium 16 über nicht gezeigte Zerrieselungs- oder Sprühvorrichtungen verteilt wird und dann wieder im Kühlmediumsammelbereich 18 gesammelt wird.
  • Die Sekundärseite 24 des Wärmetauschers 20 wird von einem Kühlmittel durchflossen, welches über eine zweite Pumpvorrichtung 34 durch eine Leitung 30 von außerhalb des Sicherheitsbehälters 12 zugeführt wird. Die zweite Pumpvorrichtung 34 versetzt das Kühlmittel derart in Strömung, dass eine in der Leitung 30 angeordnete Turbine 36 dadurch angetrieben wird. Die erste Pumpvorrichtung 38 ist derart mit der Turbine 36 gekoppelt, dass sie durch diese angetrieben wird. In diesem Fall sind die erste Pumpvorrichtung 38 und die Turbine 36 durch eine gemeinsame Drehwelle mechanisch miteinander gekoppelt. Somit wird das zu kühlende Medium im ersten Kühlkreislauf indirekt durch einen außerhalb des Sicherheitsbehälters 12 angeordneten Motor oder eine sonstige Antriebsvorrichtung der zweiten Pumpvorrichtung 34 in Strömung versetzt. Dadurch ist ein aktiver Elektromotor wie beispielsweise ein Verbrennungs- oder Elektromotor zum Antrieb der ersten Pumpvorrichtung 38 innerhalb des Sicherheitsbehälters 12 in vorteilhafter Weise vermieden.
  • Nach Durchströmen der Sekundärseite 24 des Wärmetauschers 20 wird das dann erwärmte Kühlmittel über eine Leitung 32 nach außerhalb des Sicherheitsbehälters 12 geführt, wo die Wärmeenergie dann an eine beliebig geartete Wärmesenke abgegeben wird.
  • Figur 2 zeigt in einer Prinzipskizze ein exemplarisches zweites Sicherheitsbehälterkühlsystem 50. Dieses beinhaltet die wesentlichen Komponenten des zuvor in Fig. 1 dargestellten Sicherheitsbehälterkühlsystems, nämlich einen Sicherheitsbehälter 52, einen ersten Wärmetauscher 54 und eine erste Pumpvorrichtung 66, welche zu einem ersten Kühlkreislauf 78 für zu kühlendes Medium verschaltet sind.
  • Die erste Pumpvorrichtung 66 wird durch eine mittels einer Drehwelle gekoppelten Turbine 64 angetrieben, welche ihrerseits in einem geschlossenen zweiten Kühlkreislauf 70 für Kühlmittel angeordnet ist und durch dessen Strömung angetrieben wird. Dieser geschlossene zweite Kühlkreislauf 70 umfasst fernerhin den ersten Wärmetauscher 54, eine zweite außerhalb des Sicherheitsbehälters 52 befindliche zweite Pumpvorrichtung 62, einen ebenfalls außerhalb des Sicherheitsbehälters befindlichen zweiten Wärmetauscher 56 mit seiner Primärseite 58 sowie Leitungen 68. Dadurch dass das Kühlmittel nunmehr in einem geschlossenen zweiten Kühlkreislauf 70 fließt, ist selbst bei einer Leckage zwischen erstem 78 und zweitem 70 Kühlkreislauf gewährleistet, dass kein kontaminiertes zu kühlendes Medium an die Umgebung abgegeben wird.
  • Zur Kühlung des primärseitig 58 durch den zweiten Wärmetauscher 56 fließenden Kühlmittels ist auf dessen Sekundärseite 60 ein weiteres Kühlmittel durch diesen geführt, mittels welchem dann eine Ableitung der aufgenommenen Wärmeenergie an die Umgebung erfolgt. In diesem Beispiel wird die Sekundärseite 60 des zweiten Wärmetauschers von Umgebungsluft durchströmt, welche über entsprechende Leitungen 72, 74 geführt ist und über ein Gebläse 76 angesaugt wird. Es ist aber auch jeder andere Wärmetauscher oder jede andere Wärmesenke für diesen Zweck denkbar, beispielsweise ein Kühlturm oder ein Gewässer.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    exemplarisches erstes Sicherheitsbehälterkühlsystem
    12
    Sicherheitsbehälter
    14
    atmosphärischer Bereich in Sicherheitsbehälter
    16
    zu kühlendes Medium (Oberfläche)
    18
    Kühlmediumsammelbereich in Sicherheitsbehälter
    20
    erster Wärmetauscher
    22
    Primärseite von erstem Wärmetauscher
    24
    Sekundärseite von erstem Wärmetauscher
    26
    Leitung für zu kühlendes Medium
    28
    Leitung für gekühltes Medium
    30
    Leitung für Kühlmittel
    32
    Leitung für Kühlmittel
    34
    zweite Pumpvorrichtung
    36
    Turbine
    38
    erste Pumpvorrichtung
    40
    Wärmequelle
    50
    exemplarisches zweites Sicherheitsbehälterkühlsystem
    52
    Sicherheitsbehälter
    54
    erster Wärmetauscher
    56
    zweiter Wärmetauscher
    58
    Primärseite von zweiten Wärmetauscher
    60
    Sekundärseite von zweiten Wärmetauscher
    62
    zweite Pumpvorrichtung
    64
    Turbine
    66
    erste Pumpvorrichtung
    68
    Leitung für Kühlmittel
    70
    zweiter Kühlkreislauf
    72
    Leitung für weiteres Kühlmittel (Luft)
    74
    Leitung für weiteres Kühlmittel (Luft)
    76
    Gebläse
    78
    erster Kühlkreislauf

Claims (11)

  1. Sicherheitsbehälterkühlsystem (10, 50), aufweisend folgende Komponenten:
    • einen abgeschlossenen Sicherheitsbehälter (12, 52) für eine kerntechnische Anlage,
    • einen innerhalb des Sicherheitsbehälters (12, 52) befindlichen Kühlmediumsammelbereich (18) zur Aufnahme eines zu kühlenden Mediums (16),
    • einen innerhalb des Sicherheitsbehälters (12, 52) befindlichen ersten Wärmetauscher (20, 54) zur Wärmeübertragung zwischen dem zu kühlenden Medium (16) und einem Kühlmittel,
    • erste Mittel, um in einem ersten Kühlkreislauf (78) das zu kühlende Medium (16) dem Kühlmediumsammelbereich (18) zu entnehmen, dem ersten Wärmetauscher (20, 54) zur Kühlung zuzuführen und nach dessen Durchströmung in den Kühlmediumsammelbereich (18) rückzuführen, wobei die ersten Mittel eine erste innerhalb des Sicherheitsbehälters (12, 52) befindliche Pumpvorrichtung (38, 66) aufweisen, um das zu kühlende Medium (16) in Strömung zu versetzen,
    • zweite Mittel, um dem ersten Wärmetauscher (20, 54) das Kühlmittel von außerhalb des Sicherheitsbehälters zuzuführen und nach dessen Durchströmung nach außerhalb des Sicherheitsbehälters (12, 52) rückzuführen, wobei die zweiten Mittel eine außerhalb des Sicherheitsbehälters (12, 52) befindliche zweite Pumpvorrichtung (34, 62) aufweisen, um das Kühlmittel in Strömung zu versetzen,
    dadurch gekennzeichnet,
    • dass die zweiten Mittel eine innerhalb des Sicherheitsbehälters (12, 52) befindliche Turbine (36, 64) aufweisen, welche durch die Strömung des Kühlmittels angetrieben wird und
    • dass die erste Pumpvorrichtung (38, 66) derart mit der Turbine (36, 64) gekoppelt ist, dass sie durch diese angetrieben wird.
  2. Sicherheitsbehälterkühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsbehälter (12, 52) ein hermetisch abgeschlossener Sicherheitsbehälter für einen Kernreaktor ist.
  3. Sicherheitsbehälterkühlsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zu kühlende Medium (16) und/oder das Kühlmittel Wasser ist.
  4. Sicherheitsbehälterkühlsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmetauscher (20, 54) ein Plattenwärmetauscher ist.
  5. Sicherheitsbehälterkühlsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Mittel eine Vernebelungseinrichtung für das gekühlte Medium umfassen.
  6. Sicherheitsbehälterkühlsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Pumpvorrichtung (34, 62) durch einen Elektromotor oder einen Verbrennungsmotor angetrieben wird.
  7. Sicherheitsbehälterkühlsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass außerhalb des Sicherheitsbehälters (12, 52) ein zweiter Wärmetauscher (56) vorgesehen ist und dass das Kühlmittel in einem zweiten Kühlkreislauf (70) durch diesen geführt ist.
  8. Sicherheitsbehälterkühlsystem nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass zur Kühlung des Kühlmittels ein weiteres Kühlmittel durch den zweiten Wärmetauscher (56) geführt ist.
  9. Sicherheitsbehälterkühlsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Kühlmittel Wasser oder Luft ist.
  10. Sicherheitsbehälterkühlsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbine (36, 64) und die erste Pumpvorrichtung (38, 66) hydraulisch miteinander gekoppelt sind.
  11. Sicherheitsbehälterkühlsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbine (36, 64) und/oder die erste Pumpvorrichtung (38, 66) innerhalb des Kühlmediumsammelbereiches angeordnet sind.
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